Cách tính khối lượng và thể tích theo phương trình hóa học

Ở phòng thí nghiệm hay ngoài thực tế, khi điều chế một lượng chất nào đó thì người ta có thể tính được lượng chất (nguyên liệu) cần dùng. Và ngược lại, khi biết được lượng nguyên liệu thì người ta có thể tính lượng chất sản phẩm. Làm thế nào mà người ta có thể tính được như vậy? Đó là nội dung của bài viết hôm nay: cách tính khối lượng và thể tích theo phương trình hóa học.

Cách tính khối lượng và thể tích theo phương trình hóa học

Để tính khối lượng hay thể tích của một chất dựa vào phương trình hóa học, ta tiến hành thực hiện theo các bước sau:

• Bước 1: Viết và cân bằng phương trình hóa học của phản ứng

• Bước 2: Chuyển đổi khối lượng hay thể tích chất khí thành số mol

• Bước 3: Dựa vào phương trình hóa học, tìm số mol của chất tham gia hay sản phẩm.

• Bước 4: Chuyển đổi số mol thành khối lượng (m = n x M (g)) hay thể tích chất khí ở đktc (V = n x 22,4 (lít)).

cach-tinh-khoi-luong-va-the-tich-theo-phuong-trinh-hoa-hoc
Cách tính khối lượng và thể tích theo phương trình hóa học

1. Cách tính khối lượng theo phương trình hóa học

Ví dụ 1: Trong công nghiêp, khi nung đá vôi (CaCO3) sẽ thu được vôi sống (CaO) và khí cacbonic (CO2). Hãy tính khối lượng của vôi sống thu được khi nung 25 g CaCO3.

Giải:

– Ta có phương trình hóa học của phản ứng:

CaCO3 → CaO + CO2

– Số mol của CaCO3 trong phản ứng hóa học là:

nCaCO3 = mCaCO3 / MCaCO3 = 25 / 100 = 0,25 mol

– Số mol của CaO thu được sau phản ứng là:

Theo phương trình hóa học:

• Cứ 1 mol CaCO3 phản ứng thu được 1 mol CaO

• Vậy 0,25 mol CaCO3 phản ứng thu được 0,25 mol CaO

– Khối lượng của CaO thu được sau phản ứng là:

mCaO = nCaO x MCaO = 0,25 x 56 = 14 (g)

Ví dụ 2: Tìm khối lượng CaCO3 cần dùng để điều chế được 33,6 g CaO.

Giải:

– Ta có phương trình hóa học của phản ứng:

CaCO3 → CaO + CO2

– Số mol của CaO sinh ra sau phản ứng là:

nCaO = mCaO / MCaO = 33,6 / 56 = 0,6 mol

– Số mol của CaCO3 tham gia phản ứng là:

Theo phương trình hóa học:

• Muốn điều chế 1 mol CaO cần dùng 1 mol CaCO3

• Vậy muốn điều chế 0,6 mol CaO thì cần dùng 0,6 mol CaCO3

– Khối lượng của CaCO3 cần dùng để điều chế CaO là:

mCaCO3 = nCaCO3 x MCaCO3 = 0,6 x 100 = 60 (g)

2. Cách tính thể tích chất khí theo phương trình hóa học

Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn cacbon trong oxi thu được khí cacbonic. Hãy tìm thể tích (đktc) của khí CO2 nếu có 8 g oxi tham gia phản ứng.

Giải:

– Ta có phương trình hóa học của phản ứng:

C + O2 → CO2

– Số mol của O2 tham gia phản ứng là:

nO2 = mO2 / MO2 = 8 / 32 = 0,25 mol

– Số mol của CO2 thu được sau phản ứng là:

Theo phương trình hóa học:

• Cứ 1 mol O2 tham gia phản ứng thu được 1 mol CO2

• Vậy 0,25 mol Otham gia phản ứng thu được 0,25 mol CO2

– Thể tích khí CO2 thu được sau phản ứng (ở đktc) là:

VCO2 = nCO2 x 22,4 = 0,25 x 22,4 = 5,6 (lít)

Ví dụ 2: Tìm thể tích khí O2 cần dùng để đốt cháy hoàn toàn 18 g cacbon.

Giải:

– Ta có phương trình hóa học của phản ứng:

C + O2 → CO2

– Số mol của C tham gia phản ứng là:

nC = mC / MC = 18 / 12 = 1,5 mol

– Số mol của O2 tham gia phản ứng là:

Theo phương trình hóa học:

• Đốt cháy 1 mol C cần dùng 1 mol O2

• Vậy đốt cháy 1,5 mol C cần dùng 1,5 mol O2

– Thể tích khí O2 (đktc) cần dùng là:

VO2 = nO2 x 22,4 = 1,5 x 22,4 = 33,6 (lít)

BÀI TẬP ÁP DỤNG

Câu 1. Sắt tác dụng hoàn toàn với axit clohidric theo phương trình:

Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

Biết có 2,8 gam sắt tham gia phản ứng, hãy tìm:

a) Thể tích khí H2 thu được (đktc)?

b) Khối lượng axit clohidric cần dùng?

Giải:

a) Ta có:

– Số mol của Fe tham gia phản ứng là:

nFe = mFe / MFe = 2,8 / 56 = 0,05 mol

– Số mol của H2 thu được sau phản ứng là:

Theo phương trình hóa học:

• Cứ 1 mol Fe tham gia phản ứng thu được 1 mol khí H2

• Vậy 0,05 mol Fe tham gia phản ứng thu được 0,05 mol khí H2

– Thể tích khí H2 (đktc) thu được sau phản ứng là:

mH2 = nH2 x 22,4 = 0,05 x 22,4 = 1,12 (lít)

b) Ta có:

– Số mol của HCl tham gia phản ứng là:

Theo phương trình hóa học:

• Để hòa tan 1 mol Fe cần dùng 2 mol HCl

• Vậy để hòa tan 0.05 mol Fe cần dùng 0.1 mol HCl

– Khối lượng HCl cần dùng là:

mHCl = nHCl x MHCl = 0,1 x 36,5 = 3,65 (g)

Câu 2. Lưu huỳnh S cháy trong không khí tạo ra chất khí lưu huỳnh dioxit (còn gọi là khí sunfurơ), có CTHH là SO2. Đây là một chất khí có mùi hắc và gây ho.

a) Viết PTHH của phản ứng

b) Biết có 1,6 g lưu huỳnh tham gia phản ứng, hãy tìm:

– Thể tích khí SO2 thu được (đktc)?

– Thể tích không khí cần dùng (đktc), biết O2 chiếm 1/5 thể tích không khí.

Giải:

a) Phương trình hóa học của phản ứng:

S + O2 → SO2

b) Ta có:

– Số mol của S tham gia phản ứng:

nS = mS / MS = 1,6 / 32 = 0,05 (mol)

– Số mol của SO2 thu được sau phản ứng là:

Theo phương trình hóa học:

• Cứ 1 mol S tham gia phản ứng tạo sinh ra 1 mol khí SO2

• Vậy cứ 0,05 mol S tham gia phản ứng tạo sinh ra 0,05 mol khí SO2

– Thể tích khí SO2 (đktc) thu được sau phản ứng là:

VSO2 = nSO2 x 22,4 = 0,05 x 22,4 = 1,12 (lít)

Ta có:

– Số mol của O2 tham gia phản ứng là:

Theo phương trình hóa học:

• Đốt cháy 1 mol S cần dùng 1 mol O2

• Vậy đốt cháy 0,05 mol C cần dùng 0,05 mol O2

– Thể tích khí O2 (đktc) cần dùng là:

VO2 = nO2 x 22,4 = 0,05 x 22,4 = 1,12 (lít)

– Thể tích không khí (đktc) cần dùng là:

Vkk = VO2 x 5 = 1,12 x 5 = 5,6 (lít)

Câu 3. Cho PTHH sau:

CaCO3 → CaO + CO2

a) Cần dùng bao nhiêu mol CaCO3 để điều chế 11,2 g CaO?

b) Muốn điều chế được 7 g CaO cần dùng bao nhiêu g CaCO3?

c) Nếu có 3,5 mol CaCO3 tham gia phản ứng thì thu được bao nhiêu lít khí CO (đktc)?

d) Nếu thu được 13,44 lít CO (đktc) thì có bao nhiêu gam chất rắn tham gia và tạo thành sau phản ứng?

Giải:

a) Ta có:

– Số mol của CaO tạo thành sau phản ứng:

nCaO = mCaO / MCaO = 11,2 / 56 = 0,2 (mol)

– Số mol của CaCO3 tham gia phản ứng là:

Theo phương trình hóa học:

• Muốn điều chế 1 mol CaO cần dùng 1 mol CaCO3

• Vậy muốn điều chế 0,2 mol CaO thì cần dùng 0,2 mol CaCO3

b) Ta có:

– Số mol của CaO tạo thành sau phản ứng:

nCaO = mCaO / MCaO = 7 / 56 = 0,125 (mol)

– Số mol của CaCO3 tham gia phản ứng là:

Theo phương trình hóa học:

• Muốn điều chế 1 mol CaO cần dùng 1 mol CaCO3

• Vậy muốn điều chế 0,125 mol CaO thì cần dùng 0,125 mol CaCO3

– Khối lượng của CaCO3 cần dùng là:

mCaCO3 = nCaCO3 x MCaCO3 = 0,125 x 100 = 12,5 (g)

c) Ta có:

– Số mol của CO2 thu được sau phản ứng là:

Theo phương trình hóa học:

• Cứ 1 mol CaCO3 tham gia phản ứng sinh ra 1 mol CO2

• Vậy 3,5 mol CaCO3 tham gia phản ứng sinh ra 3,5 mol CO2

– Thể tích khí CO2 thu được sau phản ứng (ở đktc) là:

VCO2 = nCO2 x 22,4 = 3,5 x 22,4 = 78,4 (lít)

d) Ta có:

– Số mol của CO2 thu được sau phản ứng là:

nCO2 = VCO2 / 22,4 = 13,44 / 22,4 = 0,6 (mol)

– Số mol của CaCO3 tham gia phản ứng là:

Theo phương trình hóa học:

• Muốn thu được 1 mol khí CO2 thì cần dùng 1 mol CaCO3

• Vậy muốn thu được 0,6 mol CO2 thì cần dùng 0,6 mol CaCO3

– Khối lượng của CaCO3 cần dùng để điều chế CaO là:

mCaCO3 = nCaCO3 x MCaCO3 = 0,6 x 100 = 60 (g)

Ta có:

– Khối lượng của khí CO2 là:

mCO2 = nCO2 x MCO2 = 0,6 x 44 = 26,4 (g)

– Khối lượng của CaO thu được sau phản ứng là:

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: mCaCO3 = mCaO + mCO2

⇒ mCaO = mCaCO3 – mCO2 = 60 – 26,4 = 33,6 (g).

Câu 4.

a) Cacbon oxit (CO) phản ứng với oxi (O2) tạo thành cacbon dioxit (CO2). Viết PTHH.

2CO + O2 → 2CO2

b) Nếu đốt cháy 20 mol CO thì cần dùng bao nhiêu mol O2 để thu được 1 chất khí duy nhất sau phản ứng?

Giải:

Để thu được 1 chất khí duy nhất (là khí CO2) thì phản ứng trên phải xảy ra hoàn toàn, khi đó ta có:

– Số mol của O2 cần dùng là:

Theo phương trình hóa học:

• Muốn đốt cháy 2 mol CO thì cần dùng 1 mol O2

• Vậy muốn đốt cháy 20 mol CO thì cần dùng 10 mol O2

c) Điền vào chỗ trống số mol của chất tham gia và sản phẩm ở những thời điểm khác nhau, biết hỗn hợp CO và O2 lấy đúng tỉ lệ về số mol theo PTHH.

SỐ MOL
CÁC THỜI ĐIỂM CÁC CHẤT PHẢN ỨNG SẢN PHẨM
CO O2 CO2
Thời điểm ban đầu t0 20 10 0
Thời điểm t1 15 7,5 5
Thời điểm t2 3 1,5 17
Thời điểm kết thúc t3 0 0 20

Câu 5. Tìm thể tích của khí oxi đủ để đốt cháy hết 11,2 lít khí A (đktc). Biết:

– A có tỉ khối đối với không khí là 0,552.

– Thành phần % theo khối lượng của khí A: 75% C và 25% H.

Giải:

Ta có:

– dA/kk = MA / 29 = 0,552 → MA = 0,552 x 29 = 16 (g/mol)

– Ta có:

  • Khối lượng của mỗi nguyên tố có trong 1 mol khí A:
    • mC = (16 x 75) / 100 = 12 (g)
    • mH = (16 x 25) / 100 = 4 (g)
  • Số mol nguyên tử của mỗi nguyên tố trong 1 mol khí A:
    • nC = 12 / 12 = 1 mol
    • nH = 4 / 1 = 4 mol

⇒ Trong 1 phân tử khí A có: 1 nguyên tử C và 4 nguyên tử H.

⇒ CTHH của khí A là: CH4

SHARE

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here